【摘要】：薄壁類零件在航空航天、船舶、汽車等領(lǐng)域應用十分廣泛,在薄壁件加工過程中,顫振現(xiàn)象普遍存在且又影響惡劣。顫振一方面造成切削加工過程不穩(wěn)定,影響工件加工精度,降低加工效率;另一方面加劇機床零件磨損,降低刀具和機床的使用壽命以及帶來噪聲污染。為提高薄壁工件表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率,在加工過程中對顫振進行準確辨識和有效監(jiān)測已成為智能制造領(lǐng)域的重要研究方向之一。由于切削環(huán)境中的噪聲、振動干擾等,導致顫振監(jiān)測精度普遍較低、成本較高,難以指導實際工業(yè)生產(chǎn)。本文提出基于計算機視覺的薄壁件銑削顫振在線監(jiān)測方法,實現(xiàn)基于圖像紋理信息的顫振在線監(jiān)測。具體研究內(nèi)容如下:首先,分析計算機視覺系統(tǒng)組成及工作原理,確定基于計算機視覺的薄壁件顫振圖像采集系統(tǒng)的硬件組成;設計薄壁件銑削顫振圖像采集方案,實現(xiàn)薄壁件銑削顫振圖像的獲取;分析并設計顫振圖像預處理流程及算法,為顫振圖像辨識提供高質(zhì)量的圖像支持。其次,建立薄壁件動態(tài)切削模型,分析顫振表達特征;從已加工表面圖像的眾多基本特征中(顏色、形狀、紋理及空間關(guān)系等特征)選擇最優(yōu)表達顫振的特征,并對顫振圖像的特征進行提取和表征;研究滿足精度和實時性要求的薄壁件銑削顫振圖像辨識算法,實現(xiàn)顫振圖像高精度辨識。最后,在薄壁件銑削圖像采集系統(tǒng)和基于紋理特征的銑削顫振圖像辨識算法的基礎上,搭建薄壁件銑削顫振在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)薄壁件銑削顫振在線監(jiān)測。首先明確在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計要求和目標;其次分析系統(tǒng)硬件組成及工作流程,搭建在線監(jiān)測系統(tǒng);最后設計薄壁件銑削實驗,基于應用示例,驗證算法和本文的科學構(gòu)想的正確性和合理性。
【圖文】：

圖 1-1 基于能量熵方法的切削力信號顫振辨識，根據(jù)加工過程中的切削力信號能夠辨識顫振，并具有信噪比高削力信號的顫振監(jiān)測方法實驗部署困難，價格昂貴，且對于精加薄壁件顫振監(jiān)測精度較低。于聲場信號的顫振監(jiān)測ut[23]通過對于聲場信號的監(jiān)測來判別顫振，此種方法操作簡便，也破損狀態(tài)，大大降低了顫振監(jiān)測成本；Delio[24]比較了聲場信號和率)，驗證了基于聲場信號的顫振辨識和監(jiān)測的可行性；Faasse邊界預測的方法，通過功率譜密度提取特征實現(xiàn)顫振監(jiān)測；Riv顫振檢測傳感器，分析了振幅、功率譜分析、方差估計三種方法]基于聲場信號定量和定性進行了顫振監(jiān)測，驗證了聲場信號和顫滯反饋關(guān)系；Cao[28]基于同步壓縮變換方法對麥克風采集的聲場信理，實現(xiàn)顫振的監(jiān)測；Salles[29]研究聲場信號的響應線性度，改善[30]

圖 1-2 基于聲場信號的顫振信號特征提取已加工工件表面圖像的顫振監(jiān)測已加工工件表面圖像的顫振監(jiān)測方面，主要分為兩類，一類對測量的振動信號[32, 33]或力信號[34-36]作為圖像進行處理，例度圖像作為圖像信號，引入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)訓練圖像信態(tài)。但此種方法需要大量的經(jīng)驗圖像訓練模型，，實驗成本較雜度對設備的要求也較高，如圖 1-3 所示。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG54

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本文編號：2690953